U型管换热器设计说明书样本

1、资料内容仅供您学习参考，如有不半之处请联系改正或者删除。 流体 流量 进口温度 出口温度 压力 煤油 10哪 40C |T| 水 ?圳 20T 40C |05MPa| 一热力计算 1 换热量计算 Q wCpCe) = -2100-(180-40) = 81732Ks 2 冷却剂用量计算 Q “2 Cp2 (tj - tj) 817.32 1000 _4183 (40-20) =9.77/s |Q 二 817.32% n2 = 9.77K, 由于水的压力较之煤汕较大，黏度较之煤油也较大，因此选择水为壳程, 煤油为管程。 3 换热而积估算 丸1 = 140： 丸2 =卩2 - tj =20( 山1

2、一小2 140-20 =TT=T=61-67 5按纯逆流时计算的对数平均温羌 一温羌矫止系数 k：At (p( R.P) 热流体的温降 -丁2180 - 40 冷流体的温升 t-t2 40-20 冷流体温升121 40 - 20 ,II n 16 两流体的初始温差 八-耳一 80-20 一 U 查图 % = 52.4 Js.s 1-4员峑较壬系啟昭 得 eAt=0.85 Atm = 0.85 61.67 = 52.4 A=38.13 mm2 传热而积估算： 取传热系数：K=450 34. 7 n=20 N=4 ,817. 32 x 103 A = 450 x 52.4 取安全系数0.1: A

3、= 38.13mm2 4管径，管长，管数确左： r n = ； 由流量确宦管数：必 |u管程流体流速? VL一一管程流体体积流量咕 d(换热管内径，m 煤油在管中的流速为0.8-1,取管程流体流速社二四 常见换热管为亘至画朴 19mm|诜用外径热符。 管程流体体积流量可由煤油的要求流量的岀： =諾= 0.00347771% 0.00347 n = 19.64 712 -0.0152 1 4 取管数叵三互 由换热面积确泄管程数和管长： 由于是U型管换热器，由GB151-1999管壳式换热器査得有2, 4两种管程可 选。 初选管程为4 h 换热而积M彳 h 管数I |N 管程数| 卩。一换热管外径

4、亦 I38A3 =2()4“0()199 伽 考虑到常见管为9m管，为生产加工方便，选用单程管长8m 又考虑到单程管长8m会使得换热器较长，在选取换热器壳体内径时，尽量 选取较大的，以保证安全，因此换热器内部空间较大，故选用较为宽松的 正方形排布。 换热管材料 由于管程压力大于0.6MPat不允许使用焊接钢管，故选择无缝冷拔钢管。 |p( = 25mmt 分秤 按下图作正方形排列 L=8m = 25/nnil lps = 38m/n| 布管限立圆 Dl = 390mm 圆筒工程直 径 DN=400 按照GB-151管壳式换热器1999选取常见管心距 隔板两侧管心距冬三画选择布管限宦圆直彳勾久=

5、4 - 皿0 = 4 - 1 = 390mm 由布管限左圆从GB151-1999管壳式换热器中选立工程直径 DN=400mm|的卷制圆筒,査得碳素钢，低合金钢圆筒最小厚度不得小于 8mm,髙合金钢圆筒最小厚度不得小于3.5mm 圆筒厚度计算： |5 二 8mm 选用壳体材料为现在工业生产中压力容器的常见材料Q345R,为一种低合 金钢。 按GB15O.L4压力容器中圆筒厚度il算公式： PCD： 2a(p-pc 折流板间距 200mm b関筒汁算P衡而I 怩一计算爪力J网 ”-圆筒内径,7片 Il丹一设计温度卜矗筒材料的许用应力,MPa EES接接头系瑚 计算压力莎三回西 圆筒内径由选左的圆筒

6、公称直径得RiOOnmi 设计温度下的圆筒材料的许用应力由选左的材料Q345R从GB150.2中查得 |打=189M叩 焊接接头系数矗=0.85| 7T -5 x 400777 H = 2 X 189 x 0.85 - 0.5 = 血3 由于壳程流体为水，不会产生较严重的腐蚀，选取腐蚀yu量3二2mm 又由于Q345R在公称宜径为400mm是可选取得最小厚度为8mm,则选择 圆筒厚度为8mm 折流板间距： 折流板间距一般不小于圆筒内径的五分之一且不小于50mm;因此取折流 板间距为200mm 核算传热系数： 由GB151-1999管壳式换热器得到包括污垢在内的，以换热管外表而积为 基准的总传热

7、系数K的讣算公式： 衍-管外流体给热系数MAn% 曾-管内流体给热系数,An?.% 九一管外污垢热阻 Qi 管内污垢热阻,m %：/“ 怡一川管外衷面表示的管壁热阻，如冇延伸狗肛 也但括在内m.oc/W H-翅化比，采用光儈时=1| 管外流体给热系数囤： 曲一当杲直径洌 2。一管外流动書诺数 怩一壳程流体的普朗特数 % 一定性温度下的流体粘度,Pas 山一壁温下流体的粘用 4 x “一 ：0.5匕 x ().866匕-0.5 x 討彳 dp _ 叫 2 ( 7T八 4 x 0.5 X 0.025 X 0.866 X 0.025 - 0.5 X -0.019z ttO.019 2 =0.017

8、771771 查得泄性温度下流体的粘度为Rx 10 Sa s 壁温下流体的粘度1004 0.017 1004 0.995 Ren =；=2.12 x 10 查得壳程流体的普朗克数几=4.8q 杳得水的目热系数卩水=0.6252 0.6252(4W5501.2014 / = 036 X 硕7 %(212 x IO4)055 x 4.863 X j014 = 5139.71 管内流体给热系数且 查得煤油的导热系数血已丄竺竺 查得煤油的密度瓯三函西卫 管内流体的流速EZ回 煤油的粘度k = 7xi() K=483 竹伙代) 煤油的比热也二电X 1()3 换热管的内径殳15加 dj = 0.023 x

9、 0.12 0.015 800 X 0.015 x 7 X 104 2.1 x 10* x 7 x 10 0.12 = 945.18 在总传热系数计算公式中, 可可看作 管外流体的污垢热阳臥=6 X 1(厂m，C,W 管内流体的污垢热阳血=1 % X 1(). pw 用外表而表示的管壁热阻囤 “一一尤管外径，示 心一一换热管材料导热系数M/S0 换热管璧”，加 查GB151-1999管壳式换热器得换热管材料导热系数 riv 0.019 2 X 20.4 f 0.019 x /n|().()19-2 x 0.002 = 0.00011 总传热系数: =(5i7l+176X10 5 =0.0020

10、7 1 xi+ 0.00011 +时 x 0.019、 0.015y + 17.6 X 10 /0.019 X(0.015丿 K = 483W/(m2 C) 初选K值为450 相对误差 |817.32xl0817.32 m 10f| A-A I 483 x52.4 4SOxS2.4 | =0.07 817.32 x 101 *50 找 5?.& 处于相对许可范用内 壁温计算: 假设 =110- 5139.71 5139.71 4-945.18 AP - A 厂71 A所需传热面积mm $ 实际传热面积.mrrT 仆 =66.PC 换热而枳裕度: Zip = 2() X 7T x ().019 X B X 4 =